聚合物改性水泥砂浆的研究进展.doc

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1、聚合物改性水泥砂浆的研究进展引言早在90年前聚合物改性砂浆和混凝土的概念就已被提出了，但直到20世纪70年代后此类材料才得到较快发展，正值欧美发达国家在20世纪四五十年代修建的混凝土结构进入修补加固的时期。从某种程度上说，聚合物在水泥基材料中的应用是伴随着混凝土结构的修补加固而发展起来的。随着近年来我国兴建的混凝土结构进入维修加固期，聚合物改性水泥砂浆在我国的研究应用也有了较快发展。聚合物改性水泥砂浆的研究进展引言早在90年前聚合物改性砂浆和混凝土的概念就已被提出了，但直到20世纪70年代后此类材料才得到较快发展，正值欧美发达国家在20世纪四五十年代修建的混凝土结构进入修补加固的时期

2、。从某种程度上说，聚合物在水泥基材料中的应用是伴随着混凝土结构的修补加固而发展起来的。随着近年来我国兴建的混凝土结构进入维修加固期，聚合物改性水泥砂浆在我国的研究应用也有了较快发展。聚合物改性水泥砂浆的研究进展引言早在90年前聚合物改性砂浆和混凝土的概念就已被提出了，但直到20世纪70年代后此类材料才得到较快发展，正值欧美发达国家在20世纪四五十年代修建的混凝土结构进入修补加固的时期。从某种程度上说，聚合物在水泥基材料中的应用是伴随着混凝土结构的修补加固而发展起来的。随着近年来我国兴建的混凝土结构进入维修加固期，聚合物改性水泥砂浆在我国的研究应用也有了较快发展。聚合物的掺入可以提高水

3、泥砂浆和混凝土的强度、粘结性能、抗渗透性、耐腐蚀性等，因此聚合物被广泛用于提高建筑材料的性能。用于修补混凝土结构表面缺陷的聚合物改性水泥砂浆（PMCM），可分为乳液类和胶粉类。对大量应用于PMCM中的聚合物的调查表明，通过乳液聚合的聚合物应用最为广泛并且能够被接受。用于聚合物改性水泥砂浆中的常用聚合物乳液主要有丁苯类乳液（SBR）、丙烯酸类乳液（PAE）、环氧类乳液（EE）、氯丁类乳液（CR）、苯丙乳液（SAE）、醋酸乙烯酯－乙烯共聚物乳液（VAE）、支化羟酸乙烯酯乳液（VA－VEOVA）、聚醋酸乙烯酯乳液（PVAC）等。一、新拌聚合物改性水泥砂浆的性能1、工作性聚合物的种类、掺量对

4、新拌砂浆的工作性影响显著。有研究发现，不同种类聚合物乳液的减水率都能达到20％以上，减水效果明显，其中SBR的减水效果更优。即使是同种聚合物，由于聚合物乳液的性质不同，对改性砂浆流动性的影响也不相同。通常，随着聚灰比（聚合物与水泥的质量比）的增加，乳液改性砂浆的流动性提高，工作性改善。聚合物乳液的掺入能提高新拌砂浆的工作性，这是因为乳液中的表面活性剂及稳定剂在改性砂浆中引入了较多气泡，砂浆中水泥颗粒的堆积状态得到改善，水泥颗粒的分散效果提高。乳液的憎水性和胶体特性使新拌改性砂浆具有良好的保水性，从而降低了对其进行长期湿养护的必要。通过在聚合物改性砂浆中掺入纤维素醚、改性无机矿粉可以进

5、一步提高新拌砂浆的保水率。2、含气量已有研究表明，聚合物乳液改性砂浆的含气量高于空白普通水泥砂浆，这是因为掺入的聚合物乳液中的表面活性剂和稳定剂在新拌砂浆中引入了较多气泡。适当的引气有助于改善新拌水泥砂浆的流动性，提高其抗渗性和抗冻融性，但过量的气泡则会降低砂浆的强度。一般聚合物乳液改性砂浆的含气量为5%～20%，有些甚至高达30%。控制改性砂浆的含气量，常用的方法是在乳液中掺入适量的消泡剂。有研究表明，不掺消泡剂的聚丙烯酸酯乳液改性水泥砂浆的含气量为43.6%，而当掺入0.5%的消泡剂后含气量大幅降低至8.0%。考虑到消泡剂可能会影响水泥与增强材料之间的粘结，有些文献研究了其它降低

6、含气量的方法，例如在拌合前采用恒温水浴法提高环氧乳液的温度可以降低改性砂浆的含气量。3、凝结时间与工作时间通常掺入聚合物乳液后，水泥砂浆的凝结时间延长，乳液掺量的影响较为显著。对此不同学者的研究有较大出入。有些研究发现，聚合物改性砂浆的凝结时间比普通水泥砂浆延长且随着聚灰比的增大而增加。但有的研究结果却刚好相反。聚合物改性砂浆的工作时间与凝结时间没有直接的关系，主要与施工时表面的干燥条件（温度、湿度、风速等）有关。如果改性砂浆表面干得太快，较早形成“硬皮”，就会影响最后的修整工作。一般来说，聚合物改性砂浆拌合完暴露于空气中后，需要有15～30min的工作时间进行表面刮平等修整工作。4

7、、塑性开裂新拌砂浆在凝结硬化前（塑性阶段）由于表面水分快速蒸发容易产生塑性开裂，主要原因是砂浆内部的泌水速度与表面水分的蒸发速度之间存在差别。研究表明，聚合物的掺入限制了砂浆塑性收缩导致的表面和内部微裂缝的产生。有学者认为，聚合物减缓了水泥水化的放热速率，提高了砂浆的抗开裂性能，但收缩变形会增大。对此有学者发现，掺加适量的聚丙烯纤维可以有效抑制改性砂浆的塑性开裂。进一步的研究发现，纤维的种类和长度、聚丙烯纤维的几何形态、不同的搅拌方式、砂子的粒径对改性砂浆